Американські інженери вперше навчили екзоскелет адаптуватися фактично під будь-які рухи — від простої ходьби до спортивних вправ. Екзоскелет визначає, який тип активності збирається виконувати його носій, та миттєво зменшує енергетичні витрати на 5-20 відсотків без потреби перемикатися між режимами вручну. Поки що екзоскелет випробували на здорових добровольцях, але в майбутньому планують адаптувати його для людей старшого віку та допомоги в реабілітації після травм. Про розробку розповіли в журналі Nature
Екзоскелет допомагає піднятися й опуститися сходами, зменшуючи навантаження на ноги. Внизу видно зміну моменту сили у суглобах носія. Molinaro et al. / Nature, 2024
Навіщо створювати новий екзоскелет?Сучасні екзоскелети дозволяють зменшити навантаження на м’язи та суглоби нижніх кінцівок під час ходьби зі сталою швидкістю або на спину під час підіймання вантажів. Але для кожного окремого завдання ці екзоскелети потрібно вручну перемикати на інший вид активності, наприклад, з бігу на ходьбу чи навпаки.
Для розв’язання цієї проблеми науковці створювали автоматичні перемикачі,
але їх потрібно запрограмовувати заздалегідь на обмежену кількість активностей, через що вони не можуть швидко підлаштовуватися під будь-який тип діяльності людини. Змінити це та створити універсальний екзоскелет спробували науковці з Технологічного інституту Джорджії у США.
Як створювали новий екзоскелет?Замість того, щоб програмувати екзоскелет для конкретних дій, дослідники навчили штучний інтелект розуміти, як рухається людське тіло. Для цього використали дані про рухову активність 15 здорових добровольців. Алгоритм навчився аналізувати дані від датчиків на суглобах та м’язах носія й оцінювати, який саме рух намагається зробити людина.
Відповідно до цього, він активує інтегрований в одяг екзоскелет і його мотори допомагають людині рухатися. Екзоскелет випробували на 28 різних типах активності, зокрема ходьбі, стрибках, присіданнях, подоланні перешкод і різких поворотах. У 83 відсотках випадків штучний інтелект точно розпізнавав наміри носіїв і зміг зменшити навантаження на м’язи на 5-20 відсотків залежно від типу активності.
Розроблений алгоритм достатньо добре впорався як з повторюваними рухами, такими як ходьба та біг, так і з одноразовими, такими як повороти та стрибки. Ба більше, він зміг впоратися навіть із шістьма новими завданнями, такими як підняття та
